Comment et quand fabriquer des prototypes en plastique

Dans presque tous les cas de développement de produits, quelle que soit l'industrie à laquelle ils sont destinés, le prototypage est une étape nécessaire qui déterminera en fin de compte si vos efforts de production seront couronnés de succès ou non. L'essor du prototypage rapide a rendu à la fois facile et abordable l'itération rapide d'un prototype en plastique. Cependant, il existe une gamme de technologies de fabrication capables de produire un prototype en plastique, et savoir laquelle utiliser optimisera l'ensemble du processus de développement du produit.

Voyons comment créer un prototype en plastique avec l'impression 3D, l'usinage CNC, le moulage par injection et le moulage sous vide. Bien que chacun offre ses propres avantages, connaître le fonctionnement interne de la technologie, les matériaux compatibles et les applications courantes vous aidera à décider quelle technique de fabrication rapide est la mieux adaptée à votre prototype en plastique.

Comment créer un prototype en plastique avec l'impression 3D

La fabrication additive, plus communément appelée impression 3D, est en fait un terme général qui englobe une poignée de technologies de fabrication différentes. Les trois options les plus populaires pour produire des prototypes en plastique sont la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM) et la stéréolithographie (SLA) et frittage laser sélectif (SLS) .

L'impression 3D FDM utilise un processus d'extrusion pour déposer la matière plastique couche par couche jusqu'à ce qu'un objet soit créé. Il s'agit de la forme d'impression 3D la plus largement utilisée, et presque exclusivement utilisée par la communauté des fabricants et les consommateurs. Les imprimantes 3D FDM de qualité industrielle peuvent être utilisées pour fabriquer des prototypes en plastique en haute résolution et résistance, en fonction du matériau utilisé.

Si vous souhaitez créer un prototype coloré qui ne servira pas à grand-chose sur le plan mécanique, PLA (acide polylactique) est un matériau exceptionnellement diversifié et abordable. Il peut même être fusionné avec des composites de bois et de métal pour évoquer des filaments exotiques, et également épissé avec des matériaux mécaniquement supérieurs comme la fibre de carbone pour améliorer la fonctionnalité.

Mais sur le plan industriel, la plupart des autres matériaux d'impression 3D ont tendance à offrir plus de fonctionnalités que le PLA. Par exemple, ABS est un matériau ancien utilisé pour créer des prototypes en plastique, et est idéal pour les prototypes fonctionnels qui subiront une bonne dose d'impact, d'usure ou de températures élevées. Ce matériau est largement utilisé dans les industries automobile et aérospatiale, et convient également parfaitement à l'électronique, aux biens de consommation, etc.

Nylon est un matériau qui peut être utilisé avec l'impression 3D FDM et SLS, et est connu pour être résistant et flexible. Il est parfait pour les prototypes fonctionnels, ainsi que pour les engrenages et l'outillage. Lorsque vous avez besoin d'un prototype en plastique doté d'une flexibilité semblable à celle du caoutchouc, le TPE et le TPU sont d'excellents matériaux d'impression 3D à utiliser. Les caractéristiques caoutchouteuses de ce matériau sont avantageuses lors de la production de prototypes en plastique pour les équipements de protection, les étuis de téléphone et divers composants industriels.

Les autres matériaux FDM incluent le PETG , un thermoplastique le plus couramment utilisé pour créer des bouteilles d'eau ; et Polycarbonate (PC) , qui est un matériau de qualité industrielle utilisé pour produire des prototypes en plastique qui seront utilisés pour des applications d'ingénierie et faire face à des environnements difficiles.

Au lieu d'utiliser du filament, l'impression 3D SLA utilise des matériaux en résine plastique pour créer des prototypes en plastique. Le processus comprend un laser haute puissance qui solidifie le modèle à partir d'une cuve de résine. Ce processus est largement utilisé à diverses fins de prototypage, en particulier dans le domaine médical, dentaire et des biens de consommation.

Pendant ce temps, avec la technologie SLS, le matériau le plus couramment utilisé est le Nylon (PA 11 ou PA 12) . Étant donné que cette technique utilise un laser haute puissance pour fritter la poudre ensemble dans un modèle 3D, la qualité du matériau et de l'impression est supérieure à la FDM. Les prototypes en plastique créés via l'impression 3D SLS sont généralement plus fonctionnels, ont une résolution plus élevée et peuvent être plus flexibles et durables que les impressions FDM.

Quand devez-vous utiliser l'impression 3D pour créer un prototype en plastique ?

Eh bien, le meilleur moment pour utiliser l'impression 3D pour vos besoins de prototypage est lorsque vous avez un petit volume dont vous avez besoin pour produire le plus rapidement possible. La fabrication additive aide les concepteurs et les ingénieurs à réduire le temps de développement des produits, car ils peuvent rapidement itérer leur prototype en plastique et tester ou modifier la conception. Cependant, si vous avez besoin de produire un grand nombre de prototypes en plastique ou si vous avez besoin de propriétés mécaniques supérieures à ce que l'impression 3D peut offrir, il existe probablement une technique de fabrication rapide plus préférable pour vous.

Comment créer un prototype en plastique avec l'usinage CNC

Une autre option rapide et viable pour créer des prototypes en plastique fonctionnels est le fraisage CNC. Cette technologie utilise une variété d'outils de tailles différentes pour créer un modèle 3D à partir d'un bloc de matériau solide. Par rapport à l'impression 3D, l'usinage CNC offre plus de potentiel pour les filetages et les contre-dépouilles, des tolérances serrées, des limitations de taille réduites et davantage de finitions de surface. Selon la complexité du modèle de prototype en plastique et le service de fabrication utilisé, le fraisage CNC peut également fournir des délais d'exécution extrêmement rapides. En savoir plus sur les prototypes d'usinage plastique.

Bien que la production d'outils de moulage par injection pour un petit volume de prototypes en plastique soit généralement trop coûteuse, l'usinage CNC vous permet de tester la forme, l'ajustement et la fonction des pièces moulées par injection sans avoir à produire d'outillage de moulage par injection. Il existe une large gamme de plastiques que 3ERP propose via notre service d'usinage CNC, notamment l'ABS, le PC, le PP, le POM, le PMMA (acrylique), le HDPE, le Téflon, le PEEK et bien d'autres. Pour savoir quel type de matériau est idéal pour votre prototype plastique, vous pouvez contacter notre équipe d'experts pour plus d'informations.

Quand devez-vous utiliser l'usinage CNC pour créer un prototype en plastique ?

L'usinage CNC présente une poignée d'avantages par rapport à la technologie d'impression 3D, dont la qualité mécanique et la gamme disponible de matériaux thermoplastiques. Les pièces usinées CNC confèrent également une meilleure intégrité structurelle aux pièces en plastique, ce qui est essentiel lors de la création de prototypes fonctionnels. Généralement, cette méthode de production est utilisée pour créer des prototypes en plastique qui seront testés dans les mêmes conditions que les pièces moulées par injection.

Comment créer un prototype en plastique avec moulage par injection

Bien que le moulage par injection et l'outillage rapide soient parfois utilisés pour la production de masse, ils offrent également un moyen rapide et abordable de produire des prototypes en plastique. Après avoir créé une matrice métallique, la résine plastique est envoyée dans un baril chauffé, mélangée et injectée avec force dans une matrice métallique. Ce plastique est rapidement refroidi en une pièce solide, créant un prototype en plastique qui a une finition de surface de haute qualité et de meilleures propriétés mécaniques que l'impression 3D, par exemple.

Certains des plastiques les plus populaires utilisés pour le moulage par injection sont également utilisés dans l'impression 3D et l'usinage CNC. Ceux-ci incluent l'ABS, le PC, le nylon, le HIPS, le PP, ainsi que le polyéthylène.

Tout comme nous l'avons décrit avec l'impression 3D, ABS Le matériau est idéal pour les prototypes en plastique qui nécessitent une résistance aux chocs, une ténacité et une résistance à la chaleur. PC moulé par injection est tout à fait unique par rapport à la plupart des autres thermoplastiques, car il est capable de se déformer sans se fissurer ni se casser, et convient mieux aux produits tels que les verres de lunettes, les dispositifs médicaux et les composants automobiles.

Avec moulage par injection, Nylon est utilisé pour produire des prototypes en plastique qui favorisent la stabilité et la résistance aux facteurs environnementaux tels que l'abrasion et les produits chimiques. D'un autre côté, le polyéthylène , qui se présente sous la forme de HDPE ou de LDPE, offre une large gamme de propriétés mécaniques distinctes, notamment des niveaux élevés de ductilité, de résistance à la traction et de résistance aux chocs et à l'absorption d'humidité.

Pour en savoir plus sur les matières plastiques que 3ERP propose pour le moulage par injection, contactez notre équipe d'experts !

Quand devez-vous utiliser le moulage par injection pour créer un prototype en plastique ?

Le moulage par injection reste la méthode la plus populaire pour la production et le prototypage à grande échelle, et est largement utilisé dans de nombreux secteurs, notamment l'électronique grand public, les appareils électroménagers, les dispositifs médicaux, l'automobile et l'aérospatiale.

Comment créer un prototype en plastique avec coulée sous vide

La coulée sous vide est un autre outil de fabrication qui peut être utilisé pour produire des prototypes en plastique. Cette technique distincte est réalisée en trois étapes, en commençant par la production de votre conception CAO en un modèle maître, qui peut être réalisée avec une impression 3D ou un usinage CNC. Une fois le moule maître terminé, des moules de coulée à base de silicone sont développés et remplis de résines de coulée dans la cavité du moule. En ce qui concerne les matériaux, la coulée sous vide est compatible avec une gamme de matériaux allant de l'opaque au transparent, ainsi que de nombreuses couleurs.

Chaque moule peut produire environ 25 prototypes, et le délai d'exécution est en moyenne de deux semaines. Dans l'ensemble, c'est un moyen rapide d'actualiser votre conception en un prototype en plastique, rapprochant ainsi le processus de développement de la production de masse.

Quand devez-vous utiliser la coulée sous vide pour créer un prototype en plastique ?

Pour la production de prototypes plastiques, la coulée sous vide est généralement utilisée pour de petites séries, notamment pour des objets tels que des boîtiers ou des boîtiers. Cette technique est également utilisée pour les modèles visuels ou les prototypes qui ne servent pas vraiment à des fins mécaniques. Chez 3ERP, nous proposons une large gamme de matières plastiques pour la coulée sous vide.

Conclusion

Dans l'ensemble, trouver la bonne technologie de fabrication et le bon matériau est d'une importance cruciale pour le succès de votre prototype en plastique. Notre équipe chez 3ERP est plus qu'heureuse de vous aider à trouver le processus qui vous convient, alors contactez-nous dès aujourd'hui pour en savoir plus sur nos services de fabrication rapide.